1.1 质点 参考系（教学设计）物理人教版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦质点和参考系核心知识点，通过机器人武术表演与百米比赛视频导入，结合思考讨论衔接初中参照物知识，构建理想化模型与参考系选取原则的学习支架。 以生活化实例（如蚂蚁计步器、古诗运动描述）驱动科学探究，通过对比辨析（地球、火车等质点判断）培养科学思维中的模型建构与逻辑推理能力，丰富例题与分层练习帮助突破重难点，为教师提供直观教学资源，提升学生物理观念与科学态度。

第1节 质点 参考系（教学设计） 年级 高一年级 学科 物理 教师 课题 第1节 质点 参考系 教学 目标 物理观念 建立机械运动的基本物理认知，理解质点的理想化模型内涵，明确物体可视为质点的条件；掌握参考系的概念与选取原则，知晓运动的相对性与静止的相对性，初步形成从物理视角描述、区分宏观物体运动的基本运动观念，为后续运动学学习奠定基础。 科学思维 通过质点模型的构建，掌握物理学理想化建模的核心思维方法，学会忽略次要因素、抓住主要因素分析物理问题；通过对比不同参考系下的运动描述，培养辩证思维与逻辑推理能力，能够独立分析物体运动状态，辨析运动的绝对性与相对性，规避绝对化的认知误区。 科学探究 结合生活中的运动实例，自主观察、对比、分析物体运动的特点，主动探究物体可简化为质点的场景和参考系对运动描述的影响；能够基于日常现象提出物理问题，通过案例分析、对比归纳的方式总结物理规律，提升观察分析、归纳总结的基础探究能力。 科学态度 与责任 感受物理建模思想的严谨性与实用性，体会物理知识源于生活、服务生活的特点，激发物理学习兴趣；养成严谨求实、客观分析的科学态度，学会用科学视角看待生活中的运动现象，树立基于规律、实事求是分析物理问题的科学素养。 教学 重难点 1. 掌握质点的概念，理解质点是理想化物理模型，熟练掌握物体可视为质点的判断条件（重点）。 2. 理解参考系的定义，知晓运动具有相对性，能够根据研究需求合理选择参考系描述物体的运动状态（重点）。 3. 灵活结合具体运动场景判断物体能否视为质点，摆脱物体大小、形状的直观思维干扰（难点）。 4. 突破默认以地面为参考系的思维定势，能够更换不同参考系准确分析物体的运动与静止状态（难点）。 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 观看视频： 思考与讨论： (1)在第一个视频中，我们是否能够准确的描述出机器人武术表演中的空翻动作，你认为困难和麻烦出在哪里呢？ (2)在第二个视频中，我们测算机器人百米比赛的时间时，机器人的形状大小会有影响吗？ 学生观看视频 分组思考与讨论 新课讲授 一、物体和质点 1.质点：在某些情况下，可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点。 2.条件：物体的大小和形状可以忽略或物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动。 3.质点是一种理想化模型：它忽略了物体的大小和形状这种次要因素，突出了物体的质量这种主要因素，它是对实际物体的一种科学抽象，实际中并不存在。 思考与讨论： (1)是否很大的物体，就不可以看做质点？举例说明。 (2)是否很长的物体，就不可以看做质点？举例说明。 (3)是否很小的物体，就可以看做质点？举例说明。 (4)研究物体转动及动作时，该物体能否视为质点？举例说明。 结论总结： (1)物体能否被视为质点，不是取决于物体大小，而是看物体的形状和大小对研究问题的影响是否可以忽略。 (2)同一物体在不同的问题情境中有的可被视为质点，有的则不能被视为质点。 【例1】Science刊登的一篇报道，研究人员发现在蚂蚁体内似乎存在一种“计步器”，将蚂蚁腿加长后，蚂蚁会“过家门而不入”，而“截肢”后的蚂蚁还没有到家就开始寻找巢穴，下列说法正确的是（    ） A．蚂蚁很小，一定可以看作质点 B．研究蚂蚁走过的轨迹，可以把蚂蚁看作质点 C．研究蚂蚁的走路姿态，可以把蚂蚁看作质点 D．小蚂蚁可以看作质点，大蚂蚁不能看作质点 【答案】B 【详解】A.蚂蚁腿的长短对蚂蚁的行为有明显的影响，不能看作质点，故A错误，C错误； B. 研究蚂蚁走过的轨迹，可以不考虑蚂蚁的形状，把蚂蚁看作质点，故B正确； D.能否看作质点，与蚂蚁的大小无关，只取决于蚂蚁的大小和形状对研究结果是否有影响，故D错误．故选B 记忆并掌握质点的概念和条件 分组讨论问题。 学生识记内容 学生动手 练习 新课讲授 二、参考系 思考与讨论： 甲、乙两位同学初次搭乘高铁，将一枚硬币竖在窗台上。甲说：“硬币纹丝不动！”乙却反驳：“你看错了，硬币明明在运动。”你觉得他俩谁对谁错？ 1.参考系： (1)要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作为参考，这种用来作为参考的物体叫作参考系。 (2)参考系对观察结果的影响：参考系可以任意选择，但选择不同的参考系来观察同一物体的运动，观察结果会有所不同。 2.参考系的四个特性 3.参考系的选取原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。研究地面上物体的运动时，常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系。 【例2】1000年前，宋代诗人陈与义乘着小船出游时写下一首诗：飞花两岸照船红，百里榆堤半日风；卧看满天云不动，不知云与我俱东。有关这首诗中的运动，下列说法正确的是（　　） A．“花”之所以能飞，是选船作为参考系 B．“卧看满天云不动”中云不动是以大地为参考系 C．“我”相对于大地是静止的 D．“我”相对于船在向东运动 【答案】A 【详解】A．“花”之所以能飞，是选船作为参考系，故A正确； B．“卧看满天云不动”中云不动是以我为参考系，故B错误； C．“我”相对于大地是向东运动的，故C错误； D．“我”相对于船是静止的，故D错误。故选A。 分组讨论，并发表看法。 学生记忆并掌握参考系选择的要求 学生动手练习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．杭州亚运会的竞赛大项目包括28个奥运项目和9个非奥项目。在考察运动员的成绩时，可将运动员视为质点的是（　　） A．体操 B．跳水 C．双杠 D．马拉松 【答案】D 【详解】因为当物体的大小和形状对于所研究的问题可以忽略时才能把物体看作质点，以上运动项目中，体操、跳水、双杠都需要看运动员的肢体动作，即运动员大小和形状不可忽略，而马拉松比赛可以忽略运动员的大小和形状，可将马拉松运动员视为质点。 故选D。 2．卡塔尔世界杯比赛中，运动员踢出一记“香蕉球”，轨迹如图所示。下列情形中能将足球看成质点的是（　　） A．观察足球被踢中的部位 B．描述足球在空中的轨迹 C．研究足球在空中的旋转情况 D．研究足球上各点的运动情况 【答案】B 【详解】A．观察足球被踢中的部位时足球的形状和大小不可忽略，故不能作为质点，故A错误； B．描述足球在空中的轨迹时足球的形状和大小可忽略，故能作为质点，故B正确； C．研究足球在空中的旋转情况时足球的形状和大小不可忽略，故不能作为质点，故C错误； D．研究足球上各点的运动情况时足球的形状和大小不可忽略，故不能作为质点，故D错误。 故选B。 3．2022年9月28日，第十三届中国国际航空航天博览会在中国珠海开幕，展会期间，中国空军“八一”飞行表演队、“红鹰”飞行表演队为现场观众带来了精彩的飞行表演，如图所示。下列关于飞行表演队的说法中正确的是（　　） A．飞行员看到观礼台向后掠过，是以观众为参考系的 B．飞机在飞行过程中，飞行员一定是运动的 C．研究飞机在空中飞行的轨迹长度时，可将飞机视为质点 D．研究飞机在空中的各种表演动作细节时，可将飞机视为质点 【答案】C 【详解】A．飞行员看到观礼台向后掠过，是以飞机为参考系的，故A错误； B．飞机在飞行过程中，以飞机为参考系，飞行员是静止的，故B错误； C．研究飞机在空中飞行的轨迹长度时，由于研究的问题与飞机的形状无关，可以将飞机视为质点，故C正确； D．研究飞机在空中的各种表演动作细节时，由于研究的问题与飞机的形状有关，因此不能将飞机视为质点，故D错误。 故选C。 4．在2023年全国跳水锦标赛暨巴黎奥运会、多哈世锦赛选拔赛女双10米跳台决赛中，全红婵、陈芋汐以354.66分夺冠。关于两人在女双十米跳台决赛中，下列说法正确的是（　　） A．观众观看两人比赛时，可将两人看成质点 B．研究两人的技术动作时，可将两人看成质点 C．以两人为参考系，水面是静止的 D．以全红婵为参考系，陈芋汐是静止的 【答案】D 【详解】A．观众观看两人比赛时，要看动作，不能将两人看成质点，故A错误； B．研究两人的技术动作时，两人的形状和大小不能忽略，不能看成质点，故B错误； C．两人在下落过程中，速度增加，以两人为参考系，水面在上升，故C错误； D．两人在跳水过程中相对静止，则以全红婵为参考系，陈芋汐是静止的，故D正确。 故选D。 5．日食是月球运动到太阳和地球中间，三者处在一条直线时，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。下列说法正确的是（　　） A．观测日全食时可将月球看成质点，月球绕地球转动是以太阳为参考系的 B．观测日全食时可将月球看成质点，月球绕地球转动是以地球为参考系的 C．观测日全食时不能将月球看成质点，月球绕地球转动是以太阳为参考系的 D．观测日全食时不能将月球看成质点，月球绕地球转动是以地球为参考系的 【答案】D 【详解】在观测日全食时，月球的大小不能忽略，故月球不能看作质点；月球绕地球转动我们是以地球为参考系得出的结果。 故选D。 6．2020年东京奥运会将滑板列入了比赛项目，如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，请问在研究运动员的运动时摄影师选择的参考系是（　　） A．大地 B．太阳 C．滑板运动员 D．步行的人 【答案】C 【详解】由题图可知滑板运动员和摄影师相对静止，摄影师是以滑板运动员为参考系的，故C正确，ABD错误。 故选C。 7．在某校秋季运动会入场仪式中，1班同学保持队形不变通过主席台前方，下列说法正确的是（　　） A．以方队中某同学为参考系，方队中其它同学是运动的 B．以方队中某同学为参考系，主席台是静止的 C．站立在主席台旁观看的老师，看到方队迎面而来，是选择自己为参考系的缘故 D．以上说法均错误，参考系必须是地面或固定在地面上的物体 【答案】C 【详解】AB．由于同学保持队形不变通过主席台前方，学生之间保持相对静止，以方队中某同学为参考系，方队中其它同学是静止的，主席台是运动的，A错误，B错误； C．以站立在主席台旁观看的老师为参考系，方队是迎面而来的，C正确； D．参考系可以是静止的也可以是运动的，D错误。 故选C。 8．中国当代古典诗词专家叶嘉莹先生说：诗，让我们心灵不死。同学们通过诵读经典，可从古人的智慧和情怀中汲取营养，涵养心灵。关于下列诗词描述的情景其中说法正确的是（　　） A．“一江春水向东流”是以水为参考系描述江岸运动情况 B．“人从桥上过，桥流水不流”中“桥流水不流”中的“桥流”选择的参考系可能是河岸 C．“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”中的“青山相对出”选择的参考系可能是孤帆 D．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，诗中描述的是山的运动情况 【答案】C 【详解】A．“一江春水向东流”是以江岸为参考系描述水的运动情况，故A错误； B．“人从桥上过，桥流水不流”中“桥流水不流”中的“桥流”选择的参考系可能是水，故B错误； C．“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”中的“青山相对出”选择的参考系可能是孤帆，描述青山的运动，故C正确； D．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，诗中描述的是轻舟的运动情况，故D错误。 故选C。 9．“嫦娥四号”探测器于北京时间 2019年1月3日10时26分顺利在月球背面着陆，中国是第一个将探测器着陆在月球背面的国家。随后，“嫦娥四号”向月球同步轨道的“鹊桥”中继星发送了月球表面的照片。下面有关“嫦娥四号”的说法正确的是（　　）    A．“嫦娥四号”静止在月球表面时，其相对于地球也是静止的 B．研究“嫦娥四号”落到月球背面的姿态时，可以将其看成质点 C．研究“嫦娥四号”在月球表面运动的姿态时，可以将其看成质点 D．研究“嫦娥四号”飞往月球的运行轨道时，可以将其看成质点 【答案】D 【详解】A．“嫦娥四号”静止在月球表面时，其相对于地球是运动的，故A错误； B．研究“嫦娥四号”落到月球背面的姿态时，不能将其看成质点，故B错误； C．研究“嫦娥四号”在月球表面运动的姿态时，不能将其看成质点，故C错误； D．研究“嫦娥四号”飞往月球的运行轨道时，其大小和形状对所研究的问题影响很小可以忽略不计，所以可以将其看成质点，故D正确。 故选D。 10．甲、乙、丙3人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到甲匀速下降。那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是（　　） A．甲、乙匀速下降，v甲>v乙，丙停在空中 B．甲、乙匀速下降，v甲<v乙，丙匀速上升 C．甲、乙匀速下降，v甲<v乙，丙匀速下降，且v丙>v甲 D．以上说法均不对 【答案】B 【详解】甲看到楼房匀速上升，则可知甲匀速下降；乙看到甲匀速上升，说明乙在匀速下降，且有v甲<v乙；甲看到丙匀速上升，有三种情况：①丙静止；②丙匀速上升；③丙匀速下降，且有v丙<v甲；丙看到甲匀速下降，是以自身为参考系，结合以上分析可知，①丙静止；②丙匀速上升；③丙匀速下降，且有v丙<v甲；综合分析可知，甲、乙、丙的运动情况有三种：①甲、乙匀速下降，v甲<v乙，丙停在空中；②甲、乙匀速下降，v甲<v乙，丙匀速上升；③甲、乙匀速下降，v甲<v乙，丙匀速下降，且v丙<v甲。 故选B。 11．有一个“形影不离”的成语，意思是人的身体和影子分不开，形容关系密切，经常在一起。在晴天的早上，某同学在操场上跑步，下列说法正确的是（　　） A．以地面为参考系，影子是静止的 B．以人为参考系，影子是静止的 C．以人为参考系，影子是运动的 D．无论以人还是地面为参考系，影子都是运动的 【答案】B 【详解】人和影子相对静止，所以取人为参考系，影子是静止的；取地面为参考系，人和影子都是运动的。故选B。 12．北京时间2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约577秒后，神舟十四号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。17时42分，神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式，成功对接于天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约7个小时。下列说法正确的是（  ） A．神舟十四号载人飞船与天和核心舱对接的过程中，能被看作质点 B．搭载神舟十四号载人飞船的运载火箭在发射的过程中，不能被看作质点 C．神舟十四号载人飞船与天和核心舱对接的过程中，以天和核心舱为参考系，载人飞船是运动的 D．搭载神舟十四号载人飞船的运载火箭在发射的过程中，以运载火箭为参考系，载人飞船是运动的 【答案】C 【详解】A．神舟十四号载人飞船与天和核心舱对接的过程中，需要考虑飞船的形状及大小，飞船不能被看作质点，故A错误； B．搭载神舟十四号载人飞船的运载火箭在发射的过程中，由于飞船飞行的距离较远，飞船的形状及大小可以忽略不计，所以飞船能被看作质点，故B错误； C．神舟十四号载人飞船与天和核心舱对接的过程中，神舟十四号载人飞船与天和核心舱的距离逐渐靠近，所以对接的过程中以天和核心舱为参考系，载人飞船是运动的，故C正确； D．搭载神舟十四号载人飞船的运载火箭在发射的过程中，以运载火箭为参考系，载人飞船是静止的，故D错误。故选C。 课 堂 小 结 板 书 设 计 第1节 质点 参考系 一、物体和质点 1.定义：忽略物体的大小和形状用来代替物体的、有质量的点。 2.条件：物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计时。 3.意义：理想化的物理模型。 二、参考系 1.定义：为了确定物体的位置和描述物体运动而被选做参考的物体。 2.参考系的选取：可以任意选取；常选择地面或相对地面静止的物体为参考系。 作业 布置 1. 完成教材课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步作业 教学反思 本节课围绕质点、参考系核心概念展开教学，基本达成教学目标，学生能够初步理解理想化物理模型的意义，知晓运动的相对性。教学中依托生活实例导入，降低了抽象概念的学习难度，学生课堂参与度较好。 同时教学中存在明显不足：部分学生对物体能否视为质点的条件理解机械化，不会结合实际运动场景灵活判断，容易混淆物体大小与质点模型的适用关系；对于参考系的选取对运动描述的影响，学生缺乏主动思辨意识，惯性以地面为默认参考系分析问题。 后续教学中，将增加对比性案例辨析，通过正反例强化学生对建模思想的理解，同时设计更多生活化情境探究，引导学生主动体会运动的相对性，培养学生科学建模与逻辑分析的物理思维。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $